常用半导体器件(二)剖析.ppt

多级放大电路 1 组成 各级要求 输入级,又称前置放大级：用来接受信号源输入信号,并初步加以放大 在工业控制中,信号往往来自一次仪表测量元件的感受件,通常它是具有 一定内阻的电压源。这就要求前置放大级具有高输入阻抗和低噪声。 中间放大级：主要任务是电压放大。要求用较少的级数获得足够大的 电压放大倍数。 功率放大输出级：向负载提供一定的输出功率。要求有较高的效率 ，较低的输出阻抗。在要求输出功率较大时,往往需要增加驱动输出级 的未前级。 设计选择 静态工作点设置:由于前置放大级信号幅度小,往往将工作点设置得很 低以降低噪声。后面各级放大器信号幅度逐级增大。为了提高放大倍数,保证采用甲乙类推挽放大,静态电流仍然很小。 提高输入阻抗的措施:①采用射极跟随器作输入级,②采取自举措施，③采用其它形式的串联负反馈，④采用FET或MOS高阻输入级。 降低输出的措施:①采用射极跟随器或互补跟随器作输出级,②采用其它形式的输出电压负反馈。 提高输出功率和效率的措施:①使负载和放大器的阻抗匹配。可采用耦 合变压器进行阻抗变换。②输出级采用乙类或甲类工作方式。③采取自举措施。 2 级间耦合 耦合：是指信号源与放大器之间，放大器中各级之间， 放大器与负载之间的一种连接方式。 常见的两种耦合方式：直接耦合；阻容耦合。 阻容耦合：其特点是各级静态工作点互不影响，电路调 试方便，但信号有损失。 直接耦合：其特点是信号无损失，但各级静态工作点相互影响，电路调试麻烦。 多级放大电路对耦合电路要求： 静态：保证各级Q点设置 动态: 传送信号。 （一）直接耦合 放大器各级之间，放大器与信号源或负载直接连接起来，或通过电阻等通过直接的元件连接起来，称为直接耦合方式 提高后级发射极电位的直接耦合电路 NPN-PNP直接耦合电路 由于 NPN工作在放大区 UcUe PNP工作在放大区 UcUe 所以Uc2Ub2=Uc1 降低了直流电位 （2）零点漂移的问题 零点漂移：是指放大电路在输入端短路(即没有输入信号输入时)用灵敏的直流表测量输出端，也会有变化缓慢的输出电压产生，称为零点漂移现象。 零点漂移产生的原因：在放大电路中，任何参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移 。 温度漂移：由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因而也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。 抑制温度漂移的方法 1、采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件，可大大减小由此而产生的漂移 2、在电路中引入直流负反馈，稳定静态工作点。 3、采用高质量的硅晶体管 4、采用温度补偿的方法，利用热敏元件（二极管，热敏电阻）来抵消放大管的变化。在分立元件组成的电路中常用二极管补偿方式来稳定静态工作点 5、采用特性相同和管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”。 6、采用调制手段。调制是指将直流变化量转换为其他形式的变化量(如正弦波幅度的变化)，并通过漂移很小的阻容耦合电路放大，再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。 直接耦合放大电路的优缺点 缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。有零点漂移现象 优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路 （二）阻容耦合 放大电路中各级间，以及放大电路与信号源，放大电路与负载采用电阻和 电容的连接来传递信号，这种称为阻容耦合方式。 工作原理 直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦 合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点 相互独立 交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前 级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此 ，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用 在阻容耦合多级放大器中，由于输出级的输出电压和输出电 流都比较大，因而输出级的静态工作一般都设置在交流负载 线的中点，这样能获得最大动态范围或最大不失真输出电压 幅值。 在两级阻容耦合放大器中，由于存在耦合电容、旁路电容、晶体管极间等效电容、导线间分布电容，放大器的放大倍数将随着信号频率的变化而变化。 当信号频率升高或降低时，放大倍数均有较大幅度的下降。当信号频率升高，使放大倍数下降为中频时放大倍数（Aum）的0.7倍时，这个频率称为上限截止频率fH；同样，当信号频率降低，使放大倍数下降为Aum的0.7倍的频率称为下限截止频率fL。 放大器的通频带记作fbw,且 它表明放大电路对不同频率信号的适应能力。放大器的通频带越宽，表明对信号频率的适应能力越强 3.多级放